JP2010095172A

JP2010095172A - 車両用操舵装置

Info

Publication number: JP2010095172A
Application number: JP2008268485A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Saito; 貴俊斎藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2010-04-30

Abstract

【課題】車両用操舵装置のタイロッドにて、小さな力で容易にトー角の調整が可能な構成を提供すること。
【解決手段】車両用操舵装置は、操舵操作に応じて車両の左右方向に移動する操舵軸と、この操舵軸の両端部に連結されて前記操舵軸と一体的に移動するタイロッド２０Ｌと、このタイロッド２０Ｌの端部に連結されて同タイロッド２０Ｌの移動に応じて転舵車輪を転舵させる転舵部材を備えている。タイロッド２０Ｌは、前記操舵軸に連結されるタイロッド本体２１Ｌと、前記転舵部材に連結されるタイロッドエンド２２Ｌと、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌとを連結する第１連結部５０を備えている。第１連結部５０が固定状態であるとき、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌが屈曲不能に連結され、第１連結部５０が非固定状態であるとき、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌが屈曲可能に連結される。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用操舵装置に係り、特に、車両の左右方向に延在していて操舵操作に応じて車両の左右方向に移動する操舵軸（例えば、後輪操舵装置のアクチュエータ出力軸、或いは、前輪操舵装置のラック軸）と、この操舵軸の両端部にそれぞれ連結されて前記操舵軸と一体的に移動する（左右一対の）タイロッドと、このタイロッドの端部に連結されて同タイロッドの移動に応じて転舵車輪を転舵させる転舵部材（例えば、後輪操舵装置のアクスルキャリア、或いは、前輪操舵装置のステアリングナックル）を備えている車両用操舵装置に関する。

この種の車両用操舵装置においては、例えば、下記特許文献１に記載されているように、タイロッドの長さを調整可能として、トー角を調整可能としている。
特開２００６−２７３１４４号公報

上記した特許文献１に記載されている車両用操舵装置においては、タイロッドが、前記操舵軸に連結されるタイロッド本体と、前記転舵部材に連結されるタイロッドエンドと、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドとを連結する連結機構を備えていて、前記連結機構が、前記タイロッド本体（またはタイロッドエンド）に固設されたバックル部材と、このバックル部材とタイロッドエンド（またはタイロッド本体）を連結する締結部材（ボルト・ナット）と、この締結部材に設けられてバックル部材とタイロッドエンド（またはタイロッド本体）をタイロッドの延出方向（車両の左右方向）にて相対移動させるカム機構（カムボルト）を備えている。

上記した特許文献１の車両用操舵装置では、締結部材に設けたカム機構（カムボルト）を回動操作して、バックル部材とタイロッドエンド（またはタイロッド本体）をタイロッドの延出方向（車両の左右方向）にて相対移動させることにより、タイロッド全体の車両左右方向長さを調整することができて、トー角を調整することができる。しかし、この車両用操舵装置では、カム機構（カムボルト）を回動操作することにより、タイロッドの長さを調整するものであって、カム機構（カムボルト）に加えられる回動力で転舵車輪を転舵させる必要があるため、転舵車輪のタイヤが接地している状態でのトー角の調整に際して大きな力が必要である。

本発明は、上述した課題に対処すべくなされたものであり、車両の左右方向に延在していて操舵操作に応じて車両の左右方向に移動する操舵軸と、この操舵軸の両端部にそれぞれ連結されて前記操舵軸と一体的に移動するタイロッドと、このタイロッドの端部に連結されて同タイロッドの移動に応じて転舵車輪を転舵させる転舵部材を備えている車両用操舵装置であって、前記タイロッドが、前記操舵軸に連結されるタイロッド本体と、前記転舵部材に連結されるタイロッドエンドと、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドとを連結する第１連結部を備えていて、前記第１連結部が固定状態であるときには、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドが屈曲不能に連結され、前記第１連結部が非固定状態であるときには、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドが屈曲可能に連結されることに特徴がある。

本発明による車両用操舵装置においては、第１連結部を非固定状態として、タイロッド本体とタイロッドエンドを所望量屈曲させた後（換言すれば、タイロッド本体の軸線とタイロッドエンドの軸線が交わる角度を変更した後）に、第１連結部を固定状態としてタイロッド本体とタイロッドエンドを屈曲不能とすれば、タイロッド全体の車両左右方向長さを調整することができて、トー角を調整することができる。

ところで、タイロッド本体とタイロッドエンドを所望量屈曲させる際には、タイロッド本体とタイロッドエンドの屈曲中心部（屈曲可能な連結中心部）に屈曲方向への力を加えることで、タイロッド本体とタイロッドエンドを所望量屈曲させることができるため、上記した特許文献１の車両用操舵装置にてトー角を調整する場合（カム機構（カムボルト）を回動操作する場合）に比して、小さな力でトー角を調整することができる。

上記した本発明の実施に際して、前記タイロッドが、前記タイロッド本体、前記タイロッドエンドおよび前記第１連結部を備えるとともに、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドとを連結する第２連結部を備えていて、前記第２連結部は、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドの屈曲角度を所定の範囲に規定する機能を有しており、前記第１連結部と前記第２連結部の少なくとも一方が固定状態であるときには、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドが屈曲不能に連結され、前記第１連結部と前記第２連結部が共に非固定状態であるときには、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドが所定の範囲にて屈曲可能に連結されることも可能である。この場合において、前記第２連結部は、前記タイロッドエンドまたは前記タイロッド本体に形成されていて前記タイロッドエンドまたは前記タイロッド本体の軸方向と略垂直方向が長い長孔と、前記タイロッド本体または前記タイロッドエンドに形成されて前記長孔の一部と重合する雌ねじ孔と、前記長孔を通して前記雌ねじ孔に螺着されるボルトを備えていることも可能である。

この場合には、タイロッド本体の軸線とタイロッドエンドの軸線が交わる角度を所定の範囲で変更可能にしつつ、タイロッド本体とタイロッドエンドを第１連結部と第２連結部の二箇所で連結することができ、タイロッド本体とタイロッドエンドの連結強度を高めて信頼性を向上させることが可能である。

以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明を車両用後輪操舵装置に実施した実施形態を概略的に示していて、この実施形態では、後輪操舵装置が、車両の左右方向に延在していて操舵操作（運転者によるハンドル操作）に応じて車両の左右方向に移動する操舵軸１０と、この操舵軸１０の両端部にそれぞれ連結されて操舵軸１０と一体的に車両の左右方向へ移動する左右一対のタイロッド２０Ｒ，２０Ｌと、各タイロッド２０Ｒ，２０Ｌの車外側端部（外端）に連結されて同タイロッド２０Ｒ，２０Ｌの移動に応じて左右の後車輪４０Ｒ，４０Ｌ（転舵車輪）を転舵させる左右一対の転舵部材３０Ｒ，３０Ｌを備えている。

操舵軸１０は、操舵操作に応じて作動する周知のＡＲＳアクチュエータＡＣＴにおける出力軸であり、ＡＲＳアクチュエータＡＣＴのハウジング１１によって車両の左右方向に移動可能に支持されており、両端部がハウジング１１外に延出している。なお、ハウジング１１は車体に周知の構成にて組付けられている。

各タイロッド２０Ｒ，２０Ｌは、外端にて転舵部材３０Ｒ，３０Ｌの一方のアーム部３１Ｒ，３１Ｌに周知のようにボールジョイントＢＪＲ１，ＢＪＬ１を介して連結され、内端にて操舵軸１０の端部に周知のようにボールジョイントＢＪＲ２，ＢＪＬ２を介して連結されている。

各転舵部材３０Ｒ，３０Ｌは、図示省略のリヤサスペンションによって傾動可能に支持されて各後車輪４０Ｒ，４０Ｌを転舵可能なアクスルキャリアであり、操舵軸１０が車両の左右方向に移動するとき、移動方向に応じて各後車輪４０Ｒ，４０Ｌを転舵させるように、また、各タイロッド２０Ｒ，２０Ｌの車両左右方向長さが短くなるとき、トーアウトとなるように各後車輪４０Ｒ，４０Ｌを転舵させるように構成されている。

ところで、この実施形態においては、各タイロッド２０Ｒ，２０Ｌが、左方のタイロッド２０Ｌを例として、図２および図３にて詳細に示したように、タイロッド本体２１Ｌおよびタイロッドエンド２２Ｌと、これらを連結する第１連結部５０を備えるとともに、この第１連結部５０とは異なる箇所にてタイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌとを連結する第２連結部６０を備えている。

第１連結部５０は、ウエルドボルト５１とテーパナット５２を備えている。ウエルドボルト５１は、軸部５１ｂが垂直となるように配置されていて、タイロッド本体２１Ｌに設けた取付孔２１Ｌａおよびタイロッドエンド２２Ｌに設けた取付孔２２Ｌａを貫通しており、頭部５１ａにてタイロッド本体２１Ｌに溶接で固着されている。

タイロッド本体２１Ｌに設けた取付孔２１Ｌａは、ウエルドボルト５１の軸径より僅かに大きな丸孔である。タイロッドエンド２２Ｌに設けた取付孔２２Ｌａは、ウエルドボルト５１の軸径より所要量大きな丸孔であり、下端部には下方に向けて拡径するテーパ面が形成されている。テーパナット５２は、ウエルドボルト５１に螺着されていて、取付孔２２Ｌａのテーパ面に係合するテーパ部を有している。

この第１連結部５０では、固定状態であるとき（テーパナット５２が所定のトルクにてウエルドボルト５１に締め付けられているとき）、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌが屈曲不能に連結され、非固定状態であるとき（テーパナット５２が緩められているとき）、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌがウエルドボルト５１の軸部５１ｂ軸心を中心として屈曲可能に連結される。

第２連結部６０は、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌの屈曲角度を所定の範囲に規定する機能を有しており、ボルト６１とワッシャ６２とカラー６３を備えている。ボルト６１は、軸部６１ｂが垂直となるように配置されていて、タイロッドエンド２２Ｌに設けた円弧状長孔２２Ｌｂを貫通しており、タイロッド本体２１Ｌに設けた雌ねじ孔２１Ｌｂに螺着されている。なお、ボルト６１の頭部６１ａには、車両下側から工具が係合離脱可能な六角の孔（図示省略）が形成されている。

ワッシャ６２は、ボルト６１の頭部６１ａとタイロッドエンド２２Ｌ間に設けられていて、ボルト６１とともに組付けられている。カラー６３は、ボルト６１の軸部６１ｂに組付けられた状態にて、タイロッドエンド２２Ｌに設けた円弧状長孔２２Ｌｂに円弧状長孔２２Ｌｂに沿って移動可能に組付けられていて、ボルト６１とともに組付けられている。

タイロッドエンド２２Ｌに設けた円弧状長孔２２Ｌｂは、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌの屈曲中心すなわちウエルドボルト５１の軸部５１ｂ軸心を中心とする円弧状長孔であり、タイロッドエンド２２Ｌの軸方向と略直角方向が長い長孔である。タイロッド本体２１Ｌに設けた雌ねじ孔２１Ｌｂは、円弧状長孔２２Ｌｂの一部と重合するように形成されている。

この第２連結部６０では、固定状態であるとき（ボルト６１が所定のトルクにて雌ねじ孔２１Ｌｂに締め付けられているとき）、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌが屈曲不能に連結され、非固定状態であるとき（ボルト６１が緩められているとき）、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌが屈曲可能に連結される。

したがって、この実施形態では、第１連結部５０と第２連結部６０の少なくとも一方が固定状態であるときには、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌが屈曲不能に連結され、第１連結部５０と第２連結部６０が共に非固定状態であるときには、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌが所定の範囲にて屈曲可能に連結される。

上記のように構成したこの実施形態においては、第１連結部５０と第２連結部６０を共に非固定状態として、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌを所望量屈曲させた後（換言すれば、タイロッド本体２１Ｌの軸線とタイロッドエンド２２Ｌの軸線が交わる角度を変更した後）に、第１連結部５０と第２連結部６０を共に固定状態としてタイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌを屈曲不能とすれば、タイロッド２０Ｌ全体の車両左右方向長さを調整することができて、トー角を調整することができる。

ところで、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌを所望量屈曲させる際には、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌの屈曲中心部（屈曲可能な連結中心部）に屈曲方向への力を加えることで、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌを所望量屈曲させることができるため、上記した特許文献１の車両用操舵装置にてトー角を調整する場合（カム機構（カムボルト）を回動操作する場合）に比して、小さな力でトー角を調整することができる。

したがって、例えば、左右の後車輪４０Ｒ，４０Ｌが図１の実線にて示したように転舵された状態（同相の状態）で、ＡＲＳアクチュエータＡＣＴが作動しなくなったような路上故障等の場合（この場合には、後車輪４０Ｒ，４０Ｌのタイヤが接地している）に、左方のタイロッド２０Ｌにてタイロッド２０Ｌ全体の車両左右方向長さを短くなるように調整する（具体的には、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌの屈曲中心部に車両後方への力を加えて破線で示したように屈曲させる）ことにより、左方の後車輪４０Ｌを図１の実線状態から破線状態に小さな力にて容易に調整することができる。かかる調整後の状態では、左右の後車輪４０Ｒ，４０Ｌが逆相となって、良好な直進走行性を確保することが可能である。このため、販売店や修理工場等へ支障なく走行することが可能である。

また、この実施形態においては、タイロッド本体２１Ｌの軸線とタイロッドエンド２２Ｌの軸線が交わる角度を所定の範囲で変更可能にしつつ、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌを第１連結部５０と第２連結部６０の二箇所で連結することができ、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌの連結強度を高めて信頼性を向上させることが可能である。

上記した実施形態においては、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌを第１連結部５０と第２連結部６０で連結するように構成して実施したが、第２連結部６０を無くして、タイロッド本体２１Ｌとタイロッドエンド２２Ｌを第１連結部５０で連結するように構成して実施することも可能である。

また、上記した実施形態においては、第２連結部６０にて、円弧状長孔２２Ｌｂをタイロッドエンド２２Ｌに設け、雌ねじ孔２１Ｌｂをタイロッド本体２１Ｌに設けて、本発明を実施したが、第２連結部（６０）にて、円弧状長孔をタイロッド本体に設け、雌ねじ孔をタイロッドエンドに設けて、本発明を実施することも可能である。

また、上記した実施形態においては、本発明を車両用後輪操舵装置のタイロッドに実施したが、本発明は車両用前輪操舵装置のタイロッドにも同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。なお、本発明を車両用前輪操舵装置のタイロッドに実施する場合には、転舵車輪が前車輪となり、操舵軸が、例えば、前輪操舵装置のラック軸となり、転舵部材が、例えば、ステアリングナックルとなる。

本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の概略図である。図１に示したタイロッドの詳細な拡大平面図である。図２に示したタイロッドの車両後方から見た背面図である。

符号の説明

１０…操舵軸、２０Ｒ，２０Ｌ…タイロッド、２１Ｌ…タイロッド本体、２１Ｌａ…タイロッド本体に設けた取付孔、２１Ｌｂ…タイロッド本体に設けた雌ねじ孔、２２Ｌ…タイロッドエンド、２２Ｌａ…タイロッドエンドに設けた取付孔、２２Ｌｂ…タイロッドエンドに設けた円弧状長孔、３０Ｒ，３０Ｌ…転舵部材、４０Ｒ，４０Ｌ…後車輪（転舵車輪）、５０…第１連結部、５１…ウエルドボルト、５２…テーパナット、６０…第２連結部、６１…ボルト、ＡＣＴ…ＡＲＳアクチュエータ

Claims

車両の左右方向に延在していて操舵操作に応じて車両の左右方向に移動する操舵軸と、この操舵軸の両端部にそれぞれ連結されて前記操舵軸と一体的に移動するタイロッドと、このタイロッドの端部に連結されて同タイロッドの移動に応じて転舵車輪を転舵させる転舵部材を備えている車両用操舵装置であって、
前記タイロッドが、前記操舵軸に連結されるタイロッド本体と、前記転舵部材に連結されるタイロッドエンドと、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドとを連結する第１連結部を備えていて、
前記第１連結部が固定状態であるときには、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドが屈曲不能に連結され、前記第１連結部が非固定状態であるときには、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドが屈曲可能に連結されることを特徴とする車両用操舵装置。
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
前記タイロッドが、前記タイロッド本体、前記タイロッドエンドおよび前記第１連結部を備えるとともに、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドとを連結する第２連結部を備えていて、前記第２連結部は、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドの屈曲角度を所定の範囲に規定する機能を有しており、
前記第１連結部と前記第２連結部の少なくとも一方が固定状態であるときには、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドが屈曲不能に連結され、前記第１連結部と前記第２連結部が共に非固定状態であるときには、前記タイロッド本体と前記タイロッドエンドが所定の範囲にて屈曲可能に連結されることを特徴とする車両用操舵装置。
請求項２に記載の車両用操舵装置において、
前記第２連結部は、前記タイロッドエンドまたは前記タイロッド本体に形成されていて前記タイロッドエンドまたは前記タイロッド本体の軸方向と略垂直方向が長い長孔と、前記タイロッド本体または前記タイロッドエンドに形成されて前記長孔の一部と重合する雌ねじ孔と、前記長孔を通して前記雌ねじ孔に螺着されるボルトを備えていることを特徴とする車両用操舵装置。